煤礦掘進支護問題及應(yīng)對措施研究

王潤斌

摘 要：煤礦開采行業(yè)屬于高危行業(yè)，其井下地質(zhì)條件和開采環(huán)境十分惡劣，掘進支護作業(yè)對煤礦巷道的穩(wěn)定與通暢發(fā)揮著重要作業(yè)。因此，煤礦巷道掘進支護技術(shù)的研究是煤礦安全生產(chǎn)的重點課題。本文通過對煤礦掘進支護作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生的一些問題進行分析研究，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望可以有效降低采掘工作的危險系數(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進支護；地質(zhì)條件；問題分析；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.070

我國煤礦資源雖然總儲存量較大，但是露天煤礦較少，90%以上為井下開采，所以煤礦巷道是煤礦運輸?shù)闹饕ǖ馈Ｃ旱V掘進支護對巷道起著重要的支撐和保護功能。受煤礦地質(zhì)條件的影響，巷道在挖掘過程中時常會引起巷道變形以及巖石膨脹等現(xiàn)象，破壞了巷道的原始狀態(tài)，一定程度上加大了支護難度。所以，研究分析煤礦巷道掘進支護技術(shù)對于提高煤礦開采效率具有重要意義。

1 煤礦掘進支護技術(shù)常見問題分析

1.1 地質(zhì)條件對支護技術(shù)的影響

隨著科技的不斷發(fā)展，煤礦開采力度的不斷加深，現(xiàn)階段，我國煤礦開采逐漸進入深井開采階段，約一半以上礦井煤炭埋深已經(jīng)超過千米。隨著開采深度的不斷增加其地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)也變的愈發(fā)惡劣，致使煤礦掘進支護技術(shù)進入瓶頸。首先，由于煤礦開采深度的加大，煤層頂板巖性以及起拱圍巖的應(yīng)力都發(fā)生了顯著變化；其次，伴隨著地質(zhì)條件構(gòu)造的逐漸增多，巷道斷層及大坡度巷道也越來越多；第三，煤礦掘進設(shè)備不夠先進，當(dāng)遇到硬度高的巖石時其破巖能力大大降低，切割速度明顯下降，加大了設(shè)備的磨損程度。以上問題的發(fā)生，都制約著掘進支護工作的順利開展，是引發(fā)工程出現(xiàn)問題的重要因素。

1.2 煤礦巷道斷面和形狀的影響

由于傳統(tǒng)巷道的形狀為拱形狀，受傳統(tǒng)巷道形狀的影響，在煤炭運輸過程中輸送量較低，無法滿足人們的對煤炭的需求量。另外傳統(tǒng)煤礦巷道不僅使用率較低，而且對煤礦作業(yè)人員也會產(chǎn)生一定的危害，一些礦難的發(fā)生不僅對礦工家屬帶來沉痛災(zāi)難，而且對社會穩(wěn)定也造成一定影響。此外，傳統(tǒng)煤礦巷道斷面較小，井下一些大型設(shè)備無法作業(yè)，繼而降低了生產(chǎn)效率。

1.3 煤礦巷道數(shù)量較少

煤礦巷道在煤礦生產(chǎn)中起著運輸煤炭和礦井通風(fēng)的功能，由于傳統(tǒng)的巷道數(shù)量不足，且較為單一性，不僅嚴(yán)重制約了煤礦巷道功能的發(fā)揮，而且對煤礦經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及礦工的生命安全都產(chǎn)生了一定的威脅。因此，煤礦單位應(yīng)該加大煤礦回采巷道數(shù)量的建設(shè)，同時對于巷道要進行科學(xué)合理的設(shè)計，在保證煤礦巷道數(shù)量的同時也要保證質(zhì)量，以確保煤炭運輸和礦井通風(fēng)的安全穩(wěn)定。

1.4 巷道適應(yīng)性差

煤礦地質(zhì)條件的好壞對煤礦巷道建設(shè)至關(guān)重要，傳統(tǒng)煤礦巷道在設(shè)計過程中，沒有考慮到巷道掘進地質(zhì)條件由淺到深的復(fù)雜性，因此巷道的過渡性較差，建成的傳統(tǒng)巷道無法與周圍的作業(yè)環(huán)境相適應(yīng)，這樣極大降低了巷道的使用率，同時對經(jīng)濟也造成了損失。

2 煤礦掘進支護技術(shù)的改進措施

2.1 改進巷道支護方式

（1）依據(jù)巷道性質(zhì)，將傳統(tǒng)的巖巷掘進轉(zhuǎn)為煤巷掘進，這樣可以極大提高煤礦的掘進速率，節(jié)省建井周期。（2）將傳統(tǒng)的巷道斷面形狀由拱形改進為矩形，這樣可以有效改善傳統(tǒng)巷道空間和掘進速度方面的缺失，提高生產(chǎn)效率；增大斷面面積，這樣不僅可以增大開采強度，而且一些大型開采設(shè)備也可以順利開展工作。（3）改進巷道布置方式，將傳統(tǒng)的單項布置改進為多項布置，這樣有效保障了井下煤礦輸送和井下通風(fēng)系統(tǒng)的通暢。

2.2 吊環(huán)式前探梁加固

傳統(tǒng)的支護中前探梁缺少支架支撐作用，所以穩(wěn)定性相對較差，嚴(yán)重威脅采礦工作人員的生命安全。通過對這一技術(shù)難點進行分析研究，我們可以通過在將前探梁支架上增加三根吊環(huán)，并提高吊環(huán)強度進而可對支護工程進行校正，來增強前探梁的穩(wěn)定性。此外，我們還可以結(jié)合應(yīng)用若干木楔和方木來對前探梁進行加固，這樣確保支護更加穩(wěn)固。如圖1所示，吊環(huán)式前探梁在巷道掘進支護過程中，通常會作為巷道的臨時支護應(yīng)用。

2.3 單體液壓支柱頂梁支護在掘進支護中應(yīng)用

在巷道掘進施工過程中，需要在巷道上方約1m左右處加裝鉸接梁。鉸接梁主要由單體液壓支柱支撐，并將單體液壓支柱的距離控制在1.2m左右，當(dāng)進行放炮作業(yè)時，需要先用水平銷加固，再用單體液壓支撐對鉸接梁進行固定，確保巷道有足夠的支撐力，以保障井下采礦人員的生命安全。

3 結(jié)束語

在煤礦生產(chǎn)過程中，煤礦巷道是煤炭運輸和礦井通風(fēng)的主要通道。現(xiàn)階段，我國煤礦巷道掘進支護技術(shù)在實踐過程中，還存在諸多技術(shù)難點和問題，嚴(yán)重制約了煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。所以，在煤礦采掘過程中，一定要根據(jù)實際情況對巷道掘進技術(shù)中存在的一些問題進行研究分析，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，從而保障煤礦的安全生產(chǎn)。

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